一种钢护筒式深海振冲桩施工方法与流程

本发明涉及港口与近海岸工程、水利工程和岩土工程领域，尤其涉及水下地基加固领域。

背景技术：

振冲法根据其加固对象的不同可分为振冲密实法和振冲置换法，其中前者主要用于中、粗砂等粗颗粒土的加固，而后者多用于细颗粒的黏性土加固。使用振冲法进行沙土地基处理，不仅能提高地基承载力和变形模量，而且能提高抗震性能。使用振冲法进行黏性土地基处理，主要是在土中形成直径较大的砂桩，并与周围的土共同组成复合地基。

海洋构筑物基础的水下地基加固通常比较困难。如果采用围堰法进行干作业施工，具有施工量大、施工时间长、经济效益差等缺点。如果使用振冲法进行黏性土的地基加固，受深海海水的影响，水下清孔和沙土回填易受海水的冲刷，造成海洋环境污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钢护筒式深海振冲桩施工方法，大大降低了加固深水区地基的施工难度，减少设备和材料的投入，增加了施工稳定性，提高了施工效率。

本发明公开了一种钢护筒式深海振冲桩施工方法,包括以下步骤：

(1)将钢护筒的顶部与第一缆绳相连，钢护筒在设定桩位位置插入海底面以下设计深度，钢护筒安装主轴倾斜度不大于1％，浮吊与第一缆绳脱离后回归原位；

(2)将钢护筒内部海水抽干，并清除钢护筒内泥土；

(3)振冲器与第二缆绳相连，通过浮吊将振冲器放入钢护管内，并下降到指定深度，向钢护筒内回填砂土，随后开启振冲器振密砂土；

(4)将第一缆绳再次挂在浮吊上，使用浮吊同时上提钢护筒和振冲器，不断向钢护筒内回填砂土，并逐段振密；

(5)钢护管和振冲器离开海底面时停止回填砂土，并关闭振冲器，完成制桩过程。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

利用钢护筒在深水区创造无水环境，并使用振冲法进行水下地基处理。该技术可通过钢护筒在深水区创造无水环境进行施工，防止回填的砂土等填料被水流冲走，大大降低加固深水区地基的施工难度，减少设备和材料的投入，增加了施工稳定性。钢护筒结构简单，易于运输、焊接、拆卸、可以重复使用。同时，振冲过程中同时可注入水泥，使其与筒内砂土混合形成刚性桩，可大幅提高地基强度。总之，该技术降低了深水地基加固的施工难度，提高了施工效率，易于大规模的工程应用，具有很高的工程意义和应用前景。

附图说明

图1是钢护筒深海振冲桩整体施工示意图。

图2是钢护筒深海振冲桩施工过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明的一种钢护筒式深海振冲桩施工方法，包括以下步骤：

(1)将钢护筒3的顶部与第一缆绳2相连，钢护筒3在设定桩位位置插入海底面以下设计深度(钢护筒可以凭借自重沉入海底层，或者可以通过安装在浮吊1上的打桩机打入海底面以下)，钢护筒安装主轴倾斜度不大于1％，浮吊1与第一缆绳2脱离后回归原位；见图2中的步骤①和②；设计深度需根据实际土层状况确定，并保证钢护筒具有足够的稳定性且海水不能由底部流进护筒内部；

(2)将钢护筒内部海水抽干，并清除钢护筒内泥土，见图2中的步骤③；

(3)振冲器4与第二缆绳5相连，通过浮吊1将振冲器4放入钢护管3内，并下降到指定深度，使用铲车或其他机器向钢护筒内回填砂土，随后开启振冲器4振密砂土，见图2中的步骤④；回填砂土时，可视需要添加水泥和水等填料，形成振冲水泥刚性桩。

(4)将第一缆绳2再次挂在浮吊1上，使用浮吊1同时上提钢护筒3和振冲器4，不断向钢护管内回填砂土，并逐段振密。见图2中步骤⑤；

(5)钢护管和振冲器离开海底面时停止回填砂土，并关闭振冲器，完成制桩过程，如图2中步骤⑥和⑦所示。

优选的钢护筒应有吊耳以便与缆绳连接进行下放和上拔，钢护筒顶面超过海平面以上0.5-1.0m为宜。这样可以方便钢护筒压入和拔出，且保证钢护筒打入海床之后不会有海水由钢护筒上方进入，以确保护筒内的无水环境。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种钢护筒式深海振冲桩施工方法,步骤为：(1)通过安装在起重船上的浮吊将钢护筒在设定桩位位置打入海底面以下设计深度；(2)将钢护筒内部海水抽干，并清除钢护筒内泥土；(3)通过浮吊将振冲器放入钢护管内，并下降到指定深度，向钢护筒内回填砂土，随后开启振冲器振密砂土；(4)使用浮吊同时上提钢护筒和振冲器，不断向钢护筒内回填砂土，并逐段振密；(5)钢护管和振冲器离开海底面时停止回填砂土，并关闭振冲器，完成制桩过程。利用此方法，可以在深水区创造无水环境进行施工，防止回填的砂土等填料被水流冲走，大大降低加固深水区地基的施工难度，增加了施工稳定性。

技术研发人员：郭伟;李亚昕;聂雯;陈诚;李嘉骏;庄道坤;蔡旺
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2019.02.01
技术公布日：2019.06.11